Материал: KURSACh_po_el_mashinam_Irishka (1) (12)

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Кафедра микропроцессорных средств автоматизации

Курсовой проект

Пермь 2022 г.

Содержание

Введение

Техническое задание на учебное проектирование асинхронного двигателя содержит номинальные данные проектируемой машины и указания о режиме ее работы, исполнении по способу монтажа, степени защиты от воздействия окружающей среды и системе охлаждения. Кроме того, могут быть заданы дополнительные требования к проектируемому двигателю, например, наименьшие допустимые значения кратности максимального и минимального моментов. В отношении требований, не оговоренных в задании, спроектированная машина должна удовлетворять соответствующим ГОСТам.

Целью работы является проектирование асинхронного двигателя с фазным ротором.

Для достижения данной цели были поставлены задачи:

1. Выбор главных размеров двигателя.

2. Расчет параметров статора.

3. Расчет параметров ротора.

4. Расчет магнитной цепи.

5. Расчет параметров цепей статора и ротора.

6. Расчет потерь.

7. Расчет рабочих характеристик.

8. Тепловой расчет.

9. Чертеж асинхронного двигателя с фазным ротором в разрезе (с обозначением и основных элементов).

1. Техническое задание

Спроектировать асинхронный двигатель с фазным ротором:

Исполнение по способу защиты - IP44

Класс нагревостойкости изоляции – F

P2 = 30 кВт

U1л = 660 В

2p = 8

n = 750 об/мин

Mкр/Mн=2.4

2. Выбор главных размеров и расчет обмотки статора

Рисунок 2.1 - Высота оси вращения h двигателей различных мощностей и частоты вращения со степенью защиты IP44.

Высота оси вращения выбирается (предварительно) по рис. 2.1 а, выбираем ближайшее стандартное значение h = 225 мм.

По табл. 1 находим для данной оси вращения внешний диаметр статора

Внутренний диаметр статора (по табл. ).

Полюсное деление

Расчетную мощность рассчитываем по формуле:

(отношение ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению) находим по рис. 2.

Электромагнитные нагрузки находим предварительно по рис. 4б.

; .

Коэффициент формы поля – .

Обмоточный коэффициент выбираем в зависимости от обмотки статора: для двухслойной обмотки для 2p>2

Синхронная угловая частота двигателя Ω, рассчитывается по формуле:

Расчетная длина магнитопровода:

Критерием правильности выбора главных размеров служит отношение – значение удовлетворяет пределам, указанным на рис. 5а (1,6 2,1).

В асинхронных двигателях, длина сердечников которых не превышает 250…300 мм, вентиляционные каналы не делают. Сердечники шихтуются в один пакет. Для такой конструкции .

3. Определение и площади поперечного сечения провода обмотки статора

Предельные значения (по рис. 6):

Принимаем , тогда число пазов на полюс и фазу.

Зубцовое деление статора окончательно

При определении числа эффективных проводников в пазу руководствуются следующим: должно быть целым, а в двухслойной обмотке желательно, чтобы оно было кратным двум. Применение двухслойных обмоток с нечетным допускается лишь в исключительных случаях, так как это приводит к необходимости выполнять разновитковые катушки, что усложняет технологию изготовления и укладки обмотки. Поэтому полученные в расчете числа приходится округлять до ближайшего целого или четного числа. Чтобы это округление не было слишком грубым вначале определяют предварительное число эффективных проводников в пазу , при условии, что параллельные ветви и обмотке отсутствуют (а = 1):

где принятое ранее значение линейной нагрузки, номинальный ток обмотки статора:

Число витков в фазе обмотки:

Окончательное значение линейной нагрузки:

Магнитный поток:

коэффициент распределения трехфазных обмоток.

( относительный шаг обмотки).

Значения и находятся в допустимых пределах.

Предварительно принимаем произведение линейной нагрузки на плотность тока по рис. 7б.

Рассчитаем плотность тока в обмотке статора (предварительно):

Площадь поперечного сечения эффективного проводника:

В машинах с номинальным напряжением до 660 В и мощностью до 100 кВт обмотки выполняют из круглого обмоточного провода и укладывают в трапецеидальные полузакрытые пазы.

Число элементарных проводников принимаем , тогда:

сечение элементарного проводника

Выбираем обмоточный провод ПЭТВ. При ручной укладке обмоток (двигатели с h > 160 мм) диаметр изолированного провода обычно берут не более 1,7 мм. По табл. П1:

номинальный диаметр неизолированного провода

средний диаметр изолированного провода

площадь поперечного сечения неизолированного провода

Окончательно сечение эффективного проводника:

Плотность тока в обмотке статора окончательно:

4. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора

Паз статора определяем по рис. 8, с соотношением размеров, обеспечивающих параллельность боковых граней зубцов. По таблице 3 при 2р=8, принимаем значение индукций:

значение индукции в зубцах статора